DE102016222943B3 - Metallised surfaces and methods for their production - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Chemie und betrifft zu metallisierende Oberflächen, wie sie beispielsweise für das Lackieren, Beschichten oder Bedrucken von Bauteilen eingesetzt werden können. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Angabe von metallisierten Oberflächen, deren Beschichtungssystem aus umweltverträglichen Materialien besteht und die eine sehr gute Haftung zwischen Oberfläche und Beschichtung aufweisen. Gelöst wird die Aufgabe durch metallisierte Oberflächen, bestehend aus mindestens einem anorganischen und/oder organischen Material, dessen Oberfläche mit einer Schicht aus Polydopamin bedeckt ist, und über die Dicke der Polydopaminschicht die Konzentration an mindestens teilweise reduzierten Metallatomen oder Metallclustern ansteigt, und weiterhin die mindestens teilweise reduzierten Metallatome oder Metallcluster ein perkolierendes Netzwerk aus den Metallatomen oder Metallclustern bilden, und weiterhin bestehend aus einer Schicht aus einem elektrisch leitendem Material, welche mit dem Netzwerk aus den Metallatomen oder Metallclustern mindestens elektrisch leitend und haftend verbunden ist.The invention relates to the field of chemistry and relates to surfaces to be metallized, as they can be used for example for the coating, coating or printing of components. The object of the present invention is to specify metallized surfaces whose coating system consists of environmentally compatible materials and which have a very good adhesion between the surface and the coating. The object is achieved by metallized surfaces, consisting of at least one inorganic and / or organic material whose surface is covered with a layer of polydopamine, and over the thickness of the polydopamine increases the concentration of at least partially reduced metal atoms or metal clusters, and further the at least partially reduced metal atoms or metal clusters form a percolating network of the metal atoms or metal clusters, and further comprising a layer of an electrically conductive material, which is at least electrically conductive and adhesively bonded to the network of the metal atoms or metal clusters.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Gebiete der Chemie und des Maschinenbaus und betrifft zu metallisierende Oberflächen eines anorganischen und/oder organischen Materials, wie sie beispielsweise für das Lackieren, Beschichten oder Bedrucken von Bauteilen eingesetzt werden können, die beispielsweise als elektromagnetische Abschirmung, als Reflektoren, als leitfähige Leichtbauteile, als Leiterplatten oder auch für dekorative Anwendungen im Sanitärbereich oder als Schmuck oder Ziergegenstände zur Anwendung kommen können, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. The invention relates to the fields of chemistry and mechanical engineering and relates to surfaces to be metallized of an inorganic and / or organic material, such as those used for painting, coating or printing of components, for example, as electromagnetic shielding, as reflectors, can be used as conductive lightweight components, as printed circuit boards or for decorative applications in the sanitary sector or as jewelry or ornaments, and a method for their preparation.

Die Metallisierung von Oberflächen setzt eine gute Haftung der aufzubringenden Metallschicht auf der Oberfläche des betreffenden Bauteiles voraus. Für die Metallisierung von Oberflächen, insbesondere Kunststoffoberflächen, sind aus dem Stand der Technik mehrere Verfahren bekannt. The metallization of surfaces requires a good adhesion of the applied metal layer on the surface of the relevant component. For the metallization of surfaces, in particular plastic surfaces, several methods are known from the prior art.

Um eine Metallisierung einer Kunststoffoberfläche zu erreichen, wird bei den bisher am Häufigsten eingesetzten Verfahren in einem ersten Verfahrensschritt die Kunststoffoberfläche modifiziert (aktiviert), wobei hierfür verschiedene Möglichkeiten der Modifizierung aus dem Stand der Technik bekannt sind. Bisher wird üblicherweise die Oberfläche eines Kunststoffteiles nach dem Formgebungsprozess mit Beizen, Ätzmitteln und/oder Primern modifiziert, um die Hafteigenschaften der anschließend aufzubringenden Metallschicht zu verbessern. In order to achieve a metallization of a plastic surface, the plastic surface is modified (activated) in the method previously used most often in a first process step, for which various possibilities of modification of the prior art are known. Up to now, the surface of a plastic part has usually been modified after the shaping process with mordants, etchants and / or primers in order to improve the adhesive properties of the subsequently applied metal layer.

Die Qualität der Metallisierung und Haftung der Schicht an der Oberfläche der Kunststoffteile wird unter anderem von der Art der Modifikation der Kunststoffoberfläche beeinflusst. Diese ist maßgeblich für eine hohe Haftung der gesamten Metallschicht an der Kunststoffoberfläche verantwortlich. Bekannt ist, die Oberfläche durch Beizen zu modifizieren. Dabei werden üblicherweise CrO3- oder Cr2O3-Verbindungen eingesetzt. Nachteilig bei dieser Art der Modifikation der Kunststoffoberfläche ist, dass CrO3- oder Cr2O3-Beizen toxisch und cancerogen sind, weswegen deren Einsatz in der Europäischen Union ab September 2016 einer speziellen fallbezogenen Ausnahmegenehmigung bedarf. Entsprechend der derzeit angedachten Novellierung der Reach-Verordnung (Verordnung (EG) Nr. 1907/2006) gilt ab dem 21.09.2017 ein endgültiges Verbot der Verwendung chrom(VI)-haltiger Chemikalien (Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 18. Dezember 2006 zur Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe (REACH), zur Schaffung einer Europäischen Chemikalienagentur, zur Änderung der Richtlinie 1999/45/EG und zur Aufhebung der Verordnung (EWG) Nr. 793/93 des Rates, der Verordnung (EG) Nr. 1488/94 der Kommission, der Richtlinie 76/769/EWG des Rates sowie der Richtlinien 91/155/EWG, 93/67/EWG, 93/105/EG und 2000/21/EG der Kommission. ABl. L 396 (30.12.2006), S. 1–516). Die Verwendung von Cr(III)-Verbindungen wird dagegen für weitere vier Jahre (Luftfahrtindustrie sieben Jahre) erlaubt sein Progress on applications for REACH authorization of several uses of chromium trioxide – RAC and SEAC draft opinions. Pressemitteilung EUI-1200605092v6 vom 27.06.2016, veröffentlicht unter http://www.jonesdayreach.com/Press%20Release/Press%20 Release%20CTACSub%20Consortium%20June%202016.pdf.).The quality of the metallization and adhesion of the layer to the surface of the plastic parts is influenced, among other things, by the type of modification of the plastic surface. This is largely responsible for a high adhesion of the entire metal layer to the plastic surface. It is known to modify the surface by pickling. Usually CrO 3 - or Cr 2 O 3 compounds are used. A disadvantage of this type of modification of the plastic surface is that CrO 3 - or Cr 2 O 3 -Beizen are toxic and carcinogenic, which is why their use in the European Union from September 2016 requires a special case-related exemption. In accordance with the currently envisaged amendment of the REACH Regulation (Regulation (EC) No. 1907/2006), a definitive ban on the use of chemicals containing chromium (VI) will apply from 21.09.2017 (Regulation (EC) No. 1907/2006 of the European Chemicals Act) Parliament and of the Council of 18 December 2006 concerning the Registration, Evaluation, Authorization and Restriction of Chemicals (REACH), establishing a European Chemicals Agency, amending Directive 1999/45 / EC and repealing Regulation (EEC) No 793 / 93 of the Council, Commission Regulation (EC) No 1488/94, Council Directive 76/769 / EEC and Directives 91/155 / EEC, 93/67 / EEC, 93/105 / EC and 2000/21 V Commission, OJ L 396, 30.12.2006, pp. 1-516). In contrast, the use of Cr (III) compounds will be allowed for another four years (aviation industry seven years). Press release EUI-1200605092v6 of 27.06.2016, published at http://www.jonesdayreach.com/Press%20Release/Press%20 Release% 20CTACSub% 20Consortium% 20June% 202016.pdf.).

Nach der Modifizierung der Kunststoffoberflächen werden weitere Verfahrensschritte, wie beispielsweise das Spülen mit Wasser und die Bekeimung mit Edelmetallen oder Metallen realisiert. After the modification of the plastic surfaces further process steps, such as rinsing with water and the seeding with precious metals or metals are realized.

Die Plasma- und Koronabehandlung sind die am weitesten verbreiteten Methoden zur Vorbehandlung von Kunststoffoberflächen für die Metallisierung. Durch elektrische Entladung (Korona) in Luft oder in Plasmen (unter Vakuum oder unter atmosphärischen Bedingungen) werden die Substrate an der Oberfläche aktiviert, das heißt, durch Bildung polarer Gruppen und Zerstörung kristalliner Domänen modifiziert. Dadurch wird eine erhöhte Zugänglichkeit für interdiffundierende Beschichtungsstoffe und eine erhöhte Reaktivität an der Kunststoffoberfläche erzielt. Derart behandelte Kunststoffoberflächen weisen eine bessere Haftung bei nachfolgenden technologischen Schritten (insbesondere bei Fügeprozessen) auf (Mehrkomponentenspritzgießtechnik 2000, Springer-VDI-Verlag, Düsseldorf, 2000).Plasma and corona treatment are the most widely used methods of pretreating plastic surfaces for metallization. By electrical discharge (corona) in air or in plasmas (under vacuum or under atmospheric conditions), the substrates are activated at the surface, that is, modified by formation of polar groups and destruction of crystalline domains. As a result, increased accessibility for interdiffusing coating materials and increased reactivity on the plastic surface is achieved. Plastic surfaces treated in this way exhibit better adhesion in subsequent technological steps (in particular in joining processes) (multicomponent injection molding technique 2000, Springer-VDI-Verlag, Dusseldorf, 2000).

Ein Verfahren zur Modifizierung der Oberflächeneigenschaften von Olefincopolymeren wird in DD 211 802 A1 beschrieben. Durch nachträgliche Modifizierung der Oberflächeneigenschaften von Halbzeugen und Formstoffen auf Basis von Olefincopolymeren wird eine dauerhafte Verklebbarkeit, Bedruckbarkeit, Metallisierbarkeit und Lackierbarkeit erreicht. Die Oberflächenmodifizierung wird durch chemisches Ätzen erzielt.A process for modifying the surface properties of olefin copolymers is described in US Pat DD 211 802 A1 described. By subsequent modification of the surface properties of semi-finished products and moldings based on olefin copolymers, a permanent bondability, printability, metallizability and paintability is achieved. The surface modification is achieved by chemical etching.

In der DE 10 042 566 A1 wird ein Verfahren zur Modifizierung von Kunststoffoberflächen aller Art während oder unmittelbar nach oder nach einem Formgebungsprozess beschrieben, bei dem die Temperatur der Oberfläche des Kunststoffes mindestens die On-set-Temperatur des Reaktionspeaks in der entsprechenden DSC-Kurve (DSC = Differential Scanning Calorimetry) ist. Die Modifizierung erfolgt, indem die sich bildende Kunststoffoberfläche oder die sich unmittelbar vorher gebildete Kunststoffoberfläche mit Modifikatorsubstanz(en) in Kontakt gebracht wird, die mit der Oberfläche eine Reaktion eingehen und/oder ganz oder teilweise durch Interdiffusion in die Oberfläche eindringen und/oder auf der Oberfläche aufschmelzen. In the DE 10 042 566 A1 For example, a method for modifying plastic surfaces of all types during or immediately after or after a molding process is described in which the temperature of the surface of the plastic is at least the onset temperature of the reaction peak in the corresponding differential scanning calorimetry (DSC) curve , The modification takes place by bringing the plastic surface forming or the immediately preceding plastic surface into contact with modifier substance (s) which react with the surface and / or penetrate the surface in whole or in part by interdiffusion and / or on the surface Melt surface.

Ebenfalls bekannt ist ein Verfahren zum stromlosen Metallisieren eines ABS-Polymers, bei dem die Oberfläche eines Probenkörpers aus ABS in einem ersten Verfahrensschritt mit einer Lösung aus 1,4-Phenylendiammoniumdichlorhydrid, HCl, NaNO2 und Acrylsäure modifiziert wird. Anschließend wird der modifizierte Probenkörper in eine ionisierte Lösung aus NH3, CuSO4 und Wasser bei Raumtemperatur getaucht und nachfolgend werden die Cu2+-Ionen in einer NaBH4/NaOH-Lösung durch Eintauchen des Probekörpers für 10 min bei 40 °C zu metallischem Kupfer reduziert. Abschließend wird eine Platinschicht mittels stromlosen Metallisierens appliziert (Garcia, A. et al.: „ABS Polymer Electroless Plating throug a One-Step Poly(acryl acid) Covalent Grafting“, ACS Applied Materials & Interfaces, Vol. 2, No. 4, Seite 1177–1183, 2010). Also known is a method for the electroless plating of an ABS polymer, in which the surface of a specimen of ABS is modified in a first method step with a solution of 1,4-phenylenediammonium dichloride, HCl, NaNO 2 and acrylic acid. Subsequently, the modified specimen is immersed in an ionized solution of NH 3 , CuSO 4 and water at room temperature and then the Cu 2+ ions in a NaBH 4 / NaOH solution by immersing the specimen for 10 min at 40 ° C to metallic Copper reduced. Finally, a platinum layer is applied by electroless plating (Garcia, A. et al .: "ABS Polymer Electroless Plating Thrroug a One-Step Poly (Acrylic) Covalent Grafting", ACS Applied Materials & Interfaces, Vol. 2, No. 4, Page 1177-1183, 2010).

Weiterhin ist nach dem Stand der Technik bekannt und gewünscht, auch Oberflächen aus anderen elektrisch nichtleitenden Materialien, wie Kunststoffen, zu metallisieren. So sollen auch Oberflächen von anderen Materialien, wie beispielsweise Glas, Legierungen, Oxiden, Halbleitern oder Keramiken, metallisiert werden. Derartige Oberflächen werden bekanntermaßen beispielsweise vernickelt, verzinkt, verzinnt, verkupfert, verchromt oder mit anderen Materialien beschichtet, wie mit Aluminium- und Magnesiumlegierungen, Stahl, oder technische Legierungen dieser Metalle, oder auch mit Edelmetallen, wie Gold oder Silber oder deren Legierungen. Bevorzugte Legierungen für die Beschichtung von Oberflächen sind Kupfer, Zink, Legierungen aus Zink/Eisen, Zink/Mangan, Zink/Cobalt oder Zinn, Legierungen aus Zinn/Kupfer, Zinn/Zink, Zinn/Blei, Zinn/Silber, Zinn/Bismut.Furthermore, it is known and desired according to the prior art to also metallise surfaces of other electrically non-conductive materials, such as plastics. Thus, surfaces of other materials, such as glass, alloys, oxides, semiconductors or ceramics, to be metallized. Such surfaces are known, for example, nickel-plated, galvanized, tinned, copper-plated, chromed or coated with other materials, such as aluminum and magnesium alloys, steel, or technical alloys of these metals, or with precious metals, such as gold or silver or their alloys. Preferred alloys for the coating of surfaces are copper, zinc, alloys of zinc / iron, zinc / manganese, zinc / cobalt or tin, alloys of tin / copper, tin / zinc, tin / lead, tin / silver, tin / bismuth.

Eine weitere nachweisbare Eigenschaft für die Qualität der metallisierten Oberfläche ist neben der Haftfestigkeit die Abzugsfestigkeit der Metallschicht auf der Oberfläche. Diese wird vor allen durch die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Oberflächenmaterial und Metallschicht und den dadurch auftretenden Scherspannungen bestimmt. Diese können bei mechanischen Belastungen so groß werden, dass es zum Versagen der Verbundhaftung kommt und die Metallschicht von der Oberfläche abgezogen werden kann. Derartige Abzugsfestigkeiten können mit verschiedenen Verfahren bestimmt werden (Kunststoff-Metallisierung, Handbuch für Theorie und Praxis, Eugen L. Lenze Verlag, Schriftenreihe Galvanotechnik und Oberflächenbehandlung, 1991) Gemäß dem Stand der Technik werden chemische Verbundhaftung, chemische Bindungskräfte, Van der Waals-Kräfte oder koordinative Bindungskräfte als Gründe für die Haftung zwischen Oberflächenmaterial und Beschichtung genannt.Another detectable property for the quality of the metallized surface is, in addition to the adhesive strength, the peel strength of the metal layer on the surface. This is determined above all by the different coefficients of thermal expansion of the surface material and metal layer and the resulting shear stresses. These can become so great under mechanical loads that composite adhesion fails and the metal layer can be pulled off the surface. Such peel strengths can be determined by various methods (plastic metallization, manual for theory and practice, Eugen L. Lenze Verlag, series Electroplating and Surface Treatment, 1991) According to the prior art are composite chemical adhesion, chemical bonding forces, Van der Waals forces or coordinative bonding forces are mentioned as reasons for the adhesion between surface material and coating.

Grundsätzlich laufen derartige Verfahren nach den Verfahrensschritten:

  • – Substratreinigung In mehreren Spülstationen und unter Einsatz von Ultraschall werden die Substratoberflächen entfettet.
  • – Aufrauhen der Oberfläche durch Beizen, Ätzmittel und/oder Primer Durch diesen Schritt werden submikroskopische Kavitäten in die Oberfläche eingebracht, wodurch eine mechanische Verzahnung mit dem Beschichtungsmaterial erfolgen kann. Es werden auch kristalline und teilkristalline Bereiche im Oberflächenbereich geweitet und zerstört, sodass Interdiffusionsprozesse beim Kontakt mit einem Beschichtungsstoff an der sich bildenden Grenzfläche stattfinden können.
  • – Oxidation der Oberfläche Dies wird meist mit sehr starken Oxidationsmitteln in Verbindung mit starken Säuren oder Laugen, oder mittels Laser, Plasmen, Beflammungen oder durch anderweitige Bildung funktioneller Gruppen auf den Oberflächen realisiert, wodurch sich eine Haftungserhöhung zwischen Oberflächenmaterial und Beschichtungsmaterial ergibt.
  • – Abscheidung von Edelmetallkeimen auf der Oberfläche
  • – Metallisierung.
In principle, such processes proceed according to the process steps:
  • - Substrate cleaning In several rinsing stations and using ultrasound, the substrate surfaces are degreased.
  • Roughening of the surface by pickling, etching agent and / or primer By this step submicroscopic cavities are introduced into the surface, whereby a mechanical interlocking with the coating material can take place. Crystalline and semi-crystalline areas in the surface area are also widened and destroyed, so that interdiffusion processes can take place on contact with a coating material at the forming interface.
  • - Oxidation of the surface This is usually realized with very strong oxidizing agents in combination with strong acids or alkalis, or by means of laser, plasmas, flame treatments or by other formation of functional groups on the surfaces, resulting in an increase in adhesion between surface material and coating material.
  • - Deposition of precious metal nuclei on the surface
  • - metallization.

Die Metallisierung erfolgt meist über chemische Reduktion, bei der ein Metallbad Metallsalze in Lösung oder Schmelze und Komplexbildner enthält, in denen die Metalle in Form von Kationen vorliegen, die abgeschieden werden sollen. Vorteilhafterweise werden Metallkationen des Zn, Ni, Cu, Au, Pd, Sn, Co, Mn, Fe, Mg, Pb, Bi, Ag oder Gemische dieser Metallkationen (zur Abscheidung von Legierungen) gelöst, komplexiert und dann abgeschieden (Kunststoff-Metallisierung, Handbuch für Theorie und Praxis, Eugen L. Lenze Verlag, Schriftenreihe Galvanotechnik und Oberflächenbehandlung, 1991)The metallization usually takes place via chemical reduction, in which a metal bath contains metal salts in solution or melt and complexing agents in which the metals are in the form of cations to be deposited. Advantageously, metal cations of Zn, Ni, Cu, Au, Pd, Sn, Co, Mn, Fe, Mg, Pb, Bi, Ag or mixtures of these metal cations (for the deposition of alloys) are dissolved, complexed and then deposited (plastic metallization, Handbook for Theory and Practice, Eugen L. Lenze Verlag, Series Electroplating and Surface Treatment, 1991)

Eine weitere bekannte Möglichkeit der Abscheidung ist die galvanische Abscheidung von Metallen auf Oberflächen.Another known possibility of deposition is the electrodeposition of metals on surfaces.

Gemäß der DE 4023619 A1 ist ein Verfahren zur Metallisierung der Oberfläche von elektrisch nichtleitenden Substraten aus anorganischen oder organischen Materialien, z.B. von Faservliesen oder Nadelfilzen bekannt. Die Oberfläche der Substrate wird zunächst mit einer Lösung aus einem Oxidationsmittel imprägniert und anschließend wird auf die imprägnierte Oberfläche mittels Dampfphasenpolymerisation ein elektrisch leitfähiges Polymer, insbesondere eine fünfgliedrige heterocyclische Verbindung, wie Pyrrol oder Thiophen, aufgebracht, worauf die so behandelte Oberfläche des Substrates auf stromlose chemische Weise oder durch eine elektrolytische Abscheidung in wässrigem Medium metallisiert wird. According to the DE 4023619 A1 is a method for metallization of the surface of electrically non-conductive substrates of inorganic or organic materials, such as fiber webs or needle felt known. The surface of the substrates is first impregnated with a solution of an oxidizing agent and then an electrically conductive polymer, in particular a five-membered heterocyclic compound such as pyrrole or thiophene is applied to the impregnated surface by vapor phase polymerization, whereupon the thus treated surface of the substrate on electroless chemical Way or by one electrolytic deposition is metallized in aqueous medium.

Nach der DE 10 2011 055 117 A1 ist ein Verfahren zur Metallisierung der Oberfläche eines Substrates, insbesondere eines Polymersubstrates, bekannt, bei dem das Substrat eine metallische Dotierung aufweist, mit wenigstens den Verfahrensschritten a) Aktivierung der zu metallisierenden Bereiche des Substrates durch Bestrahlung mit einem Laser, b) Benetzung der aktivierten Bereiche des Substrates mit einer alkalischen Lösung und c) Metallisierung der aktivierten Bereiche des Substrates durch chemische Abscheidung von Metall.After DE 10 2011 055 117 A1 a method is known for metallizing the surface of a substrate, in particular a polymer substrate, in which the substrate has a metallic doping, with at least the method steps a) activation of the areas of the substrate to be metallized by irradiation with a laser, b) wetting of the activated areas the substrate with an alkaline solution and c) metallization of the activated areas of the substrate by chemical deposition of metal.

Aus der US 2014/0061135 A1 ist ein Verfahren zur Wasserentgiftung durch ein substratgebundenes Catecholaminadsorbens bekannt, bei dem Polydopamin, eine von Muscheln bekannte adhäsive Catecholaminsubstanz, als Adsorbens von Schwermetallionen, toxischen organischen Stoffen und Radioisotopen eingesetzt wird. Das Polydopamin kann auch regeneriert werden durch eine Behandlung mit Säure oder Wasserstoffperoxid.From the US 2014/0061135 A1 discloses a process for water detoxification by a substrate-bound catecholamine adsorbent using polydopamine, an adhesive catecholamine adhesive substance known from mussels, as an adsorbent of heavy metal ions, toxic organics and radioisotopes. The polydopamine can also be regenerated by treatment with acid or hydrogen peroxide.

Zur Verbesserung der Haftfestigkeit von Tintendruckervorrichtungen, bei der übereinander gestapelte Funktionsplatten miteinander verbunden werden müssen, wird Polydopamin als polymeres Adhäsiv verwendet ( US 8,303,076 B2 ). Die Polydopaminschicht wird durch Tauchen der zu beschichtenden Plattenoberflächen in einer gepufferten Dopaminlösung hergestellt.In order to improve the adhesion of ink printer devices, in which stacked function panels must be joined together, polydopamine is used as a polymeric adhesive ( US 8,303,076 B2 ). The polydopamine layer is prepared by dipping the plate surfaces to be coated in a buffered dopamine solution.

Nach der DE 42 27 836 A1 ist ein Verfahren zur Metallisierung von Nichtleitern und die Verwendung einer sauren Lösung bekannt. Das Verfahren weist die Verfahrensschritte a) Behandlung des Nichtleiters mit einer Lösung, enthaltend ein mangan- oder eisenhaltiges Oxidationsmittel, b) Behandlung mit einer sauren Lösung, enthaltend mindestens eine aromatische Verbindung und ein wasserlösliches Polymer oder einem Polyelektrolyten, und c) galvanische Metallisierung auf.After DE 42 27 836 A1 For example, a method of metallizing non-conductors and using an acidic solution is known. The process comprises the steps of a) treatment of the non-conductor with a solution containing a manganese- or iron-containing oxidizing agent, b) treatment with an acidic solution containing at least one aromatic compound and a water-soluble polymer or a polyelectrolyte, and c) galvanic metallization.

Aus der WO 2011/005258 A1 ist eine Polymerzusammensetzung zur Reduzierung, Beseitigung und Prävention von Biofilmen auf Oberflächen, insbesondere von Membranen, bekannt. Dazu wird eine Polydopaminschicht auf die Oberfläche aufgebracht.From the WO 2011/005258 A1 is a polymer composition for reducing, eliminating and preventing biofilms on surfaces, especially membranes. For this purpose, a polydopamine layer is applied to the surface.

Gemäß der US 2010/0021748 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Bauteilen von Laserdruckern (Fuser) bekannt, bei der die Metallisierung unter Beteiligung eines Polycatecholamins realisiert wird. Hergestellt wird das Bauteil, indem ein Substrat, vorzugsweise Polyimid, mit Catecholamin beschichtet wird und die entstandene Polycatecholaminschicht mittels stromlosen Metallisierens mit einer dünnen Metallschicht bedeckt wird und nachfolgend das so vormetallisierte Substrat mittels eines galvanischen Verfahrens mit einer Metallschicht auf der dünnen Metallschicht versehen wird. Als Catecholamin kann auch Dopamin eingesetzt werden.According to the US 2010/0021748 A1 a method for the production of components of laser printers (Fuser) is known in which the metallization is realized with the participation of a polycatecholamine. The component is produced by coating a substrate, preferably polyimide, with catecholamine and covering the resulting polycatecholamine layer with a thin metal layer by means of electroless metallization, and subsequently providing the thus pre-metallized substrate with a metal layer on the thin metal layer by means of a galvanic process. As catecholamine also dopamine can be used.

Dopamin ist aus der Natur auch als „Superkleber“ von beispielsweise Gemeinen Miesmuscheln (Mytilus edulis) bekannt. An ihrem Fuß scheiden die Miesmuscheln Fäden zu ihrer Befestigung aus, die aus einem Proteinkleber bestehen, dessen wichtigster Bestandteil 3,4-Dihydroxyphenethylamin, kurz „Dopamin“ genannt, ist. Unter den im Wasser herrschenden Bedingungen reagiert Dopamin in mehreren Schritten zu einer Polymermatrix, einem stark vernetzten System aus Makromolekülen (Wikipedia, Stichwort Miesmuscheln).Dopamine is also known from nature as the "super glue" of, for example, common mussels (Mytilus edulis). At their feet, the mussels segregate threads for their attachment, which consist of a protein adhesive, the main component of which is 3,4-dihydroxyphenethylamine, called "dopamine" for short. Under the conditions prevailing in the water dopamine reacts in several steps to a polymer matrix, a strongly networked system of macromolecules (Wikipedia, keyword mussels).

Nachteilig bei allen bekannten Verfahren zur Metallisierung von Oberflächen ist, dass einerseits die verwendeten Materialien und Verfahren zur Metallisierung aufwendig und umweltbelastend sind und andererseits die Haftung der Metallschicht auf beliebigen Oberflächen in vielen Fällen noch nicht ausreichend gut ist.A disadvantage of all known methods for the metallization of surfaces is that on the one hand the materials and methods used for metallization are complex and polluting and on the other hand, the adhesion of the metal layer on any surfaces in many cases is not sufficiently good.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Angabe von metallisierten Oberflächen, deren Beschichtungssystem aus umweltverträglichen Materialien besteht und die eine sehr gute Haftung zwischen Oberfläche und Beschichtung aufweisen, und weiterhin in der Angabe eines Verfahren zur Herstellung von derartigen metallisierten Oberflächen mit einem einfachen, umweltverträglichen und kostengünstigen Verfahren.The object of the present invention is to specify metallized surfaces whose coating system consists of environmentally compatible materials and which have a very good adhesion between the surface and the coating, and further in specifying a method for producing such metallized surfaces with a simple, environmentally friendly and inexpensive process.

Die Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved by the invention specified in the claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße metallisierte Oberfläche, bei der die Oberfläche mit elektrisch leitenden Materialien beschichtet ist, besteht aus mindestens einem anorganischen und/oder organischen Material oder einem Verbundmaterial dieser Materialien, dessen Oberfläche mindestens teilweise mit einer Schicht aus Polydopamin bedeckt ist, die an der Oberfläche des anorganischen und/oder organischen Materials haftet, und über die Dicke der Polydopaminschicht mit zunehmender Entfernung von der Oberfläche des anorganischen und/oder organischen Materials die Konzentration an mindestens teilweise reduzierten Metallatomen oder Metallclustern ansteigt, und weiterhin die mindestens teilweise reduzierten Metallatome oder Metallcluster ein perkolierendes Netzwerk aus den Metallatomen oder Metallclustern bilden, welches an der oder den nicht zur Oberfläche des anorganischen und/oder organischen Materials weisenden Oberflächen der Polydopaminschicht mindestens für eine elektrisch leitende Kontaktierung zugänglich ist, und weiterhin bestehend aus einer Schicht aus einem elektrisch leitendem Material, welche auf der oder den Oberflächen der Polydopaminschicht positioniert und mit dem Netzwerk aus den Metallatomen oder Metallclustern mindestens elektrisch leitend und haftend verbunden ist.The metallized surface according to the invention, in which the surface is coated with electrically conductive materials, consists of at least one inorganic and / or organic material or a composite material of these materials, whose surface is at least partially covered with a layer of polydopamine, which is on the surface of the inorganic and / or organic material, and over the thickness of the polydopamine layer increases with increasing distance from the surface of the inorganic and / or organic material, the concentration of at least partially reduced metal atoms or metal clusters, and further the at least partially reduced metal atoms or metal clusters of a percolating network form the metal atoms or metal clusters which on the surface or surfaces of the polydopamine layer which are not facing the surface of the inorganic and / or organic material, at least for an electrically conductive contact augmentation and further comprising a layer of electrically conductive material positioned on the one or more surfaces of the polydopamine layer and at least electrically conductive and adhesively bonded to the network of metal atoms or clusters.

Vorteilhafterweise besteht das anorganische Material aus Glas, Metallen, Legierungen, Oxiden, Halbleitermaterialien und/oder Keramiken, und/oder das organische Material aus Polymeren, Holz, Textilien und die Verbundmaterialien sind faserverstärkte Bauteile.Advantageously, the inorganic material consists of glass, metals, alloys, oxides, semiconductor materials and / or ceramics, and / or the organic material of polymers, wood, textiles and the composite materials are fiber-reinforced components.

Ebenfalls vorteilhafterweise liegen die zu metallisierenden Oberflächen der anorganischen und/oder organischen Materialien oder einem Verbundmaterial dieser Materialien in Form eines kompakten Bauteiles, eines Formteiles, einer Folie, eines textilen Flächengebildes oder eines Vlieses vor.Likewise advantageously, the surfaces of the inorganic and / or organic materials or a composite material of these materials to be metallized are present in the form of a compact component, a molded part, a film, a textile fabric or a nonwoven.

Weiterhin vorteilhafterweise sind mindestens teilweise reduzierte Metallatome oder Metallcluster aus Zn, Ni, Cu, Au, Pd, Sn, Co, Mn, Fe, Mg, Pb, Bi, Ag oder Gemische dieser Metalle vorhanden.Further advantageously, at least partially reduced metal atoms or metal clusters of Zn, Ni, Cu, Au, Pd, Sn, Co, Mn, Fe, Mg, Pb, Bi, Ag or mixtures of these metals are present.

Und weiter vorteilhafterweise ist eine Menge an mindestens teilweise reduzierten Metallatomen oder Metallclustern zur Ausbildung eines perkolierenden Netzwerkes vorhanden.And more advantageously, there is an amount of at least partially reduced metal atoms or metal clusters to form a percolating network.

Vorteilhaft ist es auch, wenn als metallisches Material Al, Cr, Zn, Ni, Cu, Au, Pd, Sn, Co, Mn, Fe, Mg, Pb, Bi, Ag oder Legierungen dieser Metalle, wie Legierungen aus Zink/Eisen, Zink/Mangan, Zink/Cobalt, Zinn/Kupfer, Zinn/Antimon, Zinn/Blei, Zinn/Silber, Zinn/Bismut, Zinn/Zink, und/oder als elektrisch leitendes Material neben den metallischen Materialien auch Ruße, Kohlenstoffnanoröhren, Graphen oder Fullerene vorhanden sind.It is also advantageous if, as the metallic material, Al, Cr, Zn, Ni, Cu, Au, Pd, Sn, Co, Mn, Fe, Mg, Pb, Bi, Ag or alloys of these metals, such as alloys of zinc / iron, Zinc / manganese, zinc / cobalt, tin / copper, tin / antimony, tin / lead, tin / silver, tin / bismuth, tin / zinc, and / or as electrically conductive material in addition to the metallic materials also carbon blacks, carbon nanotubes, graphene or Fullerenes are present.

Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn über die Dicke der Polydopaminschicht mit zunehmender Entfernung von der Oberfläche des anorganischen und/oder organischen Materials die Konzentration an mindestens teilweise reduzierten Metallatomen oder Metallclustern kontinuierlich oder diskontinuierlich ansteigt.It is further advantageous if the concentration of at least partially reduced metal atoms or metal clusters increases continuously or discontinuously over the thickness of the polydopamine layer with increasing distance from the surface of the inorganic and / or organic material.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von mit elektrisch leitenden Materialien beschichteten, metallisierten Oberflächen wird auf eine oder mehrere Oberflächen eines anorganischen und/oder organischen Materials oder eines Verbundmaterials aus diesen Materialen aus einer wässrigen Lösung von Dopamin eine mindestens monolagige Polydopaminschicht mittels stromlosen Metallisierens aufgebracht und nachfolgend eine Lösung mit mindestens einem metallischen Material in die wässrige Lösung von Dopamin eingebracht, und damit ein gleichzeitiges Abscheiden von Polydopamin und Metallatomen oder Metallclustern auf der mindestens monolagigen Polydopaminschicht realisiert, wobei in der wässrigen Lösung die gelösten Metallionen mindestens teilweise reduziert und das Dopamin oxidativ polymerisiert werden, wobei eine Menge an gelöstem mindestens einem metallischen Material in die wässrige Lösung von Dopamin gegeben wird, die zur Ausbildung eines perkolierenden Netzwerkes innerhalb der Polydopaminschicht führt, und weiterhin die Abscheidung von Dopamin und Metallatomen oder Metallclustern auf der Oberfläche durchgeführt wird, bis mindestens auf der oder den Oberflächen der Polydopaminschicht das Netzwerk aus den Metallatomen oder Metallclustern mindestens elektrisch leitend verbunden werden kann, und nachfolgend eine Schicht aus einem elektrisch leitenden Material mittels galvanischer Abscheideverfahren unter Verwendung von elektrischem Strom auf der mit Metallatomen oder Metallclustern versehenen Polydopaminschicht realisiert und mit dem Netzwerk elektrisch leitend verbunden wird.In the method according to the invention for producing metallized surfaces coated with electrically conductive materials, an at least monolayered polydopamine layer is applied to one or more surfaces of an inorganic and / or organic material or a composite material of these materials from an aqueous solution of dopamine by means of electroless plating and subsequently introduced a solution with at least one metallic material in the aqueous solution of dopamine, and thus realized a simultaneous deposition of polydopamine and metal atoms or metal clusters on the at least monolayer Polydopaminschicht, wherein in the aqueous solution, the dissolved metal ions are at least partially reduced and the dopamine oxidatively polymerized in which an amount of dissolved at least one metallic material is added to the aqueous solution of dopamine which forms a percolating network Furthermore, the deposition of dopamine and metal atoms or metal clusters on the surface is carried out until at least on the or the surfaces of the polydopamine layer, the network of the metal atoms or metal clusters can be at least electrically connected, and subsequently a layer of a electrically conductive material is realized by means of galvanic deposition using electric current on the provided with metal atoms or metal clusters polydopamine and electrically connected to the network.

Vorteilhafterweise werden die Oberflächen vor der Aufbringung der Polydopaminschicht gereinigt.Advantageously, the surfaces are cleaned prior to the application of the polydopamine layer.

Ebenfalls vorteilhafterweise wird eine wässrige Dopaminlösung mit einer Dopaminkonzentration von 0,1 bis 120 g/l eingesetzt.Also advantageously, an aqueous dopamine solution is used with a dopamine concentration of 0.1 to 120 g / l.

Weiterhin vorteilhafterweise werden gelöste Metallionen der wässrigen Dopaminlösung zugegeben.Further advantageously, dissolved metal ions are added to the aqueous dopamine solution.

Und auch vorteilhafterweise werden die Metallionen in Wasser gelöst eingesetzt. Von Vorteil ist es auch, wenn die wässrige Dopaminlösung vor Zugabe der Metallionen auf eine Temperatur zwischen 20 und 80 °C erwärmt wird.And also advantageously, the metal ions are used dissolved in water. It is also advantageous if the aqueous dopamine solution is heated to a temperature between 20 and 80 ° C. before the addition of the metal ions.

Weiterhin von Vorteil ist es, wenn eine Polydopaminschicht mit Dicken von 2 nm bis 40 nm hergestellt wird.It is furthermore advantageous if a polydopamine layer with thicknesses of 2 nm to 40 nm is produced.

Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn als stromloses Metallisierungsverfahren Tauchen, Besprühen oder Spin-coating realisiert wird.It is also advantageous if immersion, spraying or spin-coating is realized as the electroless metallization process.

Und auch von Vorteil ist es, wenn beim gleichzeitigen Abscheiden von Polydopamin und Metallatomen oder Metallclustern als Abscheideverfahren chemische Abscheidung oder unter Verwendung von elektrischem Strom galvanische Abscheidung realisiert werden.It is also advantageous if, during the deposition of polydopamine and metal atoms or metal clusters at the same time as deposition, chemical deposition or galvanic deposition using electrical current are realized.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird es erstmals möglich, metallisierte Oberflächen anzugeben, deren Beschichtungssystem aus umweltverträglichen Materialien besteht und die eine sehr gute Haftung zwischen Oberfläche und Beschichtung aufweisen, und weiterhin ein Verfahren anzugeben, mit dem die Herstellung von metallisierten Oberflächen einfach, umweltverträglich und kostengünstig realisiert werden kann.The solution according to the invention makes it possible for the first time to specify metallized surfaces whose coating system consists of environmentally compatible materials and which has a very good quality Having adhesion between the surface and coating, and further to provide a method by which the production of metallized surfaces can be realized easily, environmentally friendly and cost-effective.

Die zu metallisierenden Oberflächen bestehen aus mindestens einem anorganischen oder organischen Material oder einem Verbundmaterial dieser Materialien. Derartige Materialien können Glas, Metalle, Legierungen, Oxide, Halbleitermaterialien und/oder Keramiken und/oder Polymere, Holz und/oder Textilien sein. Unter metallisierten Oberflächen sollen im Rahmen der Erfindung Oberflächen verstanden werden, die mit elektrisch leitenden Materialien beschichtet worden sind.The surfaces to be metallized consist of at least one inorganic or organic material or a composite material of these materials. Such materials may be glass, metals, alloys, oxides, semiconductor materials and / or ceramics and / or polymers, wood and / or textiles. In the context of the invention, metallised surfaces are to be understood as meaning surfaces which have been coated with electrically conductive materials.

Die zu metallisierenden Oberflächen können vorteilhafterweise Oberflächen von anorganischen oder organischen Materialien in Form eines kompakten Bauteiles, eines Formteiles, einer Folie, eines textilen Flächengebildes oder eines Vlieses sein.The surfaces to be metallized can advantageously be surfaces of inorganic or organic materials in the form of a compact component, a molded part, a film, a textile fabric or a nonwoven.

Die Oberflächen der zu beschichteten Materialien werden vorteilhafterweise gereinigt, beispielsweise entfettet, und nachfolgend mit einer Polydopaminschicht mindestens teilweise bedeckt, wobei diese Polydopaminschicht aus einer wässrigen Lösung aus Dopamin aufgebracht wird. Diese Polydopaminschicht haftet sehr gut auf der Oberfläche.The surfaces of the materials to be coated are advantageously cleaned, for example degreased, and subsequently at least partially covered with a polydopamine layer, this polydopamine layer being applied from an aqueous solution of dopamine. This polydopamine layer adheres very well to the surface.

Erfindungsgemäß weist die Polydopaminschicht mindestens teilweise reduzierte Metallatome oder Metallcluster auf. Diese Metallatome oder Metallcluster weisen eine Konzentration auf, die über die Dicke der Polydopaminschicht und mit zunehmender Entfernung von der Oberfläche der anorganischen und/oder organischen Materialien ansteigt. Weiterhin erfindungswesentlich ist, dass diese Metallatome oder Metallcluster ein Netzwerk ausbilden. Dieses Netzwerk ist ein perkolierendes Netzwerk. Gemäß der Perkolationstheorie wird das Ausbilden von zusammenhängenden Gebieten (Clustern) bei zufallsbedingtem Besetzen von Strukturen beschrieben.According to the invention, the polydopamine layer has at least partially reduced metal atoms or metal clusters. These metal atoms or clusters have a concentration which increases over the thickness of the polydopamine layer and with increasing distance from the surface of the inorganic and / or organic materials. It is furthermore essential to the invention that these metal atoms or metal clusters form a network. This network is a percolating network. According to the percolation theory, the formation of contiguous areas (clusters) in case of random occupation of structures is described.

Dementsprechend hängen die erfindungsgemäßen Metallatome oder Metallcluster in der Polydopaminschicht zusammen und bilden Cluster oder das perkolierende Netzwerk, wodurch die elektrische Leitfähigkeit dieses Netzwerkes realisiert wird.Accordingly, the metal atoms or clusters according to the invention in the polydopamine layer are associated and form clusters or the percolating network, whereby the electrical conductivity of this network is realized.

Dabei ist weiterhin erfindungswesentlich, dass die Konzentration an mindestens teilweise reduzierten Metallatomen oder Metallclustern in der Polydopaminschicht an der oder den nicht zur Oberfläche des anorganischen und/oder organischen Materials weisenden Oberflächen derart groß ist, dass das Netzwerk aus diesen Metallatomen oder Metallclustern mindestens für eine elektrisch leitende Kontaktierung zugänglich ist. Diese Zugänglichkeit zum Netzwerk aus den Metallatomen oder Metallclustern muss realisiert sein, da Polydopamin nicht elektrisch leitfähig ist. Aus diesem Grunde ist auch das Einbringen der Metallatome oder Metallcluster in die Polydopaminschicht mittels stromloser Metallisierungsverfahren erforderlich. Sobald dann das perkolierende Netzwerk vorhanden ist und auch für elektrisch leitfähige Kontaktierung zugänglich, kann dann die nachfolgende Schicht aus einem elektrisch leitenden, vorteilhafterweise metallischem Material mittels chemischer oder galvanischer Abscheidung unter Verwendung von elektrischem Strom durchgeführt werden.In this case, it is furthermore essential to the invention that the concentration of at least partially reduced metal atoms or metal clusters in the polydopamine layer on the surface (s) facing the surface of the inorganic and / or organic material is such that the network of these metal atoms or metal clusters is at least electrical conductive contact is accessible. This accessibility to the network of metal atoms or metal clusters must be realized because polydopamine is not electrically conductive. For this reason, it is also necessary to introduce the metal atoms or metal clusters into the polydopamine layer by means of electroless metallization processes. As soon as the percolating network is present and also accessible for electrically conductive contacting, then the subsequent layer of an electrically conductive, advantageously metallic material can be carried out by means of chemical or galvanic deposition using electric current.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Lösung mit mindestens einem metallischen Material in der wässrigen Dopaminlösung zur Einbringung in die Polydopaminschicht eingesetzt, die jedoch in der wässrigen Lösung aus Dopamin mindestens teilweise reduziert werden und somit in der Polydopaminschicht in Form von Metallatomen oder Metallclustern vorliegen, während gleichzeitig das Dopamin zu Polydopamin oxidativ polymerisiert wird. Als Lösungsmittel für das metallische Material und Dopamin kann Wasser eingesetzt werden. Bekannte Zusätze zur Lösung, wie Komplexbildner, Tenside, Pufferzusätze usw., können zugeben werden.According to the present invention, a solution of at least one metallic material is employed in the aqueous dopamine solution for incorporation into the polydopamine layer, but which is at least partially reduced in the aqueous solution of dopamine and thus present in the polydopamine layer in the form of metal atoms or clusters while simultaneously the dopamine is oxidatively polymerized to polydopamine. Water can be used as solvent for the metallic material and dopamine. Known additives to the solution, such as complexing agents, surfactants, buffer additives, etc., may be added.

Nach dem Aufbringen der Schicht aus elektrisch leitendem Material auf die Polydopaminschicht mit dem perkolierenden Netzwerk liegt eine mit einem elektrisch leitenden Material beschichtete, also metallisierte Oberfläche vor, bei der die Polydopaminschicht sehr gut auf der Oberfläche des anorganischen und/oder organischen Materials haftet und die Schicht aus elektrisch leitendem Material auf der mit dem Netzwerk versehenen Polydopaminschicht ebenfalls gut haftet.After applying the layer of electrically conductive material to the polydopamine layer with the percolating network is coated with an electrically conductive material, ie metallized surface in which the polydopamine adheres very well to the surface of the inorganic and / or organic material and the layer of electrically conductive material also adheres well to the networked polydopamine layer.

Dopamin ist ein Naturprodukt oder dem Naturprodukt nachempfundenes synthetisches Material, welches erfindungsgemäß eingesetzt wird und sehr gut umweltverträglich ist.Dopamine is a natural product or natural product based synthetic material, which is used in the invention and is very environmentally friendly.

Hergestellt wird die erfindungsgemäße mit elektrisch leitenden Materialien beschichtete Oberfläche durch Aufbringen einer Polydopaminschicht auf eine oder mehrere Oberflächen eines anorganischen und/oder organischen Materials aus einer wässrigen Lösung von Dopamin mittels eines stromlosen Verfahrens, wie Tauchen, Besprühen. Dabei wird zuerst aus einer wässrigen Lösung aus Dopamin eine mindestens monolagige Schicht aus oxidativ polymerisiertem Polydopamin auf die Oberflächen des anorganischen und/oder organischen Materials abgeschieden. Zur Verbesserung der oxidativen Polymerisation des Dopamins können Oxidationsmittel der wässrigen Lösung zugegeben werden. Nachfolgend wird zu der wässrigen Lösung aus Dopamin kontinuierlich oder diskontinuierlich eine Lösung mit gelösten Metallsalzen, die Metallionen enthalten, zugegeben. Die in der wässrigen Lösung vorhandenen Metallionen werden von dem Dopamin reduziert und gleichzeitig wird das Dopamin oxidativ polymerisiert. Aus der wässrigen Lösung mit Dopamin und Metallionen werden gemeinsam Polydopamin und Metallatome oder Metallcluster auf die mindestens monolagige Polydopaminschicht abgeschieden. Durch eine Verringerung der Dopaminkonzentration in der wässrigen Lösung und durch die Abscheidung von Polydopamin auf der Oberfläche des anorganischen und/oder organischen Materials nimmt der Anteil an abgeschiedenen Metallatomen oder Metallclustern in der abgeschiedenen Schicht zu. Dabei werden die mindestens teilweise reduzierten Metallatome oder Metallcluster in die entstehende Polydopaminschicht eingebracht und in Form eines perkolierenden Netzwerkes abgeschieden. Während dieses stromlosen Metallisierungsverfahrens werden also gleichzeitig Dopamin auf der Oberfläche oxidativ polymerisiert und abgeschieden und die dabei reduzierten Metallionen als Metallatome oder Metallcluster in die Polydopaminschicht eingebaut und als perkolierendes Netzwerk abgeschieden.The electroconductive material coated surface of the present invention is prepared by applying a polydopamine layer to one or more surfaces of an inorganic and / or organic material from an aqueous solution of dopamine by an electroless method such as dipping, spraying. In this case, an at least monolayer of oxidatively polymerized polydopamine is first deposited on the surfaces of the inorganic and / or organic material from an aqueous solution of dopamine. To improve the oxidative polymerization of the dopamine, oxidizing agents may be added to the aqueous solution. Subsequently, to the aqueous solution of dopamine continuously or discontinuously, a solution with dissolved metal salts, the metal ions included, added. The metal ions present in the aqueous solution are reduced by the dopamine and at the same time the dopamine is oxidatively polymerized. From the aqueous solution with dopamine and metal ions together polydopamine and metal atoms or metal clusters are deposited on the at least monolayer Polydopaminschicht. By reducing the dopamine concentration in the aqueous solution and by depositing polydopamine on the surface of the inorganic and / or organic material, the proportion of deposited metal atoms or metal clusters in the deposited layer increases. In this case, the at least partially reduced metal atoms or metal clusters are introduced into the resulting polydopamine layer and deposited in the form of a percolating network. During this electroless metallization process, dopamine is thus polymerized and deposited on the surface oxidatively, and the metal ions reduced thereby are incorporated as metal atoms or metal clusters into the polydopamine layer and deposited as a percolating network.

Vorteilhafterweise können die zur Beschichtung vorgesehenen anorganischen und/oder organischen Oberflächen gereinigt, beispielsweise entfettet werden.Advantageously, the inorganic and / or organic surfaces intended for the coating can be cleaned, for example degreased.

Diese kombinierte Metallreduktion und oxidative Polydopaminabscheidung kann durch die Verfahrensparameter, wie beispielsweise Änderung von Temperatur, Dopaminkonzentration, Zugabe von Oxidationsmitteln, pH-Wertänderung, Rühren und/oder Mischen gesteuert und gezielt eingestellt werden. Dies kann der Fachmann mit wenigen Versuchen ermitteln und die optimalen Bedingungen für seine zu metallisierende Oberflächen realisieren.This combined metal reduction and oxidative polydopamine deposition can be controlled and targeted by process parameters such as change in temperature, dopamine concentration, addition of oxidants, pH change, stirring and / or mixing. This can be determined by the expert with a few tests and realize the optimal conditions for its surfaces to be metallized.

Der Gradient der reduzierten Metallatome oder Metallcluster des perkolierenden Netzwerkes in der Polydopaminschicht steigt in Richtung der sich bildenden Schicht aus elektrisch leitenden Materialien an, wobei der Gradient über das Abscheideverfahren während des stromlosen Metallisierens über die Konzentration eingestellt wird. Während des stromlosen Metallisierens als Abscheideprozess wird die Dopaminkonzentration in der wässrigen Lösung verringert, und die Metallionenkonzentration in der wässrigen Lösung steigt an, sodass auf der mit elektrisch leitenden Materialien zu beschichtenden Oberfläche dann eine geschlossene Metallschicht vorliegen kann und vorteilhafterweise vorliegt.The gradient of the reduced metal atoms or metal clusters of the percolating network in the polydopamine layer increases toward the forming layer of electrically conductive materials, the gradient being adjusted via the deposition via the deposition process during electroless plating. During electroless plating as a deposition process, the dopamine concentration in the aqueous solution is reduced, and the metal ion concentration in the aqueous solution increases, so that a closed metal layer can be present on the surface to be coated with electrically conductive materials and advantageously present.

Die Konzentrationen von Dopamin und Metallionen in der wässrigen Lösung können während des Verfahrens verändert werden, beispielsweise durch Zugabe von wässriger Metallsalz- oder/und Dopaminlösung. Durch Absenkung des pH-Wertes, wie z.B. durch Zugabe einer Säure, wird die Geschwindigkeit der Polydopaminabscheidung verringert.The concentrations of dopamine and metal ions in the aqueous solution may be altered during the process, for example by the addition of aqueous metal salt or / and dopamine solution. By lowering the pH, e.g. by adding an acid, the rate of polydopamine deposition is reduced.

Grundsätzlich muss eine Menge an Metallionen zugegeben werden und in der wässrigen Lösung vorhanden sein, dass sich ein perkolierendes Netzwerk aus den mindestens teilweise reduzierten Metallatome oder Metallcluster innerhalb der Polydopaminschicht ausbildet. Dies sind vorteilhafterweise 0,2 bis 5 l Lösung aus mindestens einem Metallsalz pro 1 l wässriger Dopaminlösung. Die Perkolationsgrenze kann durch das sprunghafte Ansteigen der elektrischen Leitfähigkeit mit geringem Aufwand ermittelt werden.Basically, an amount of metal ions must be added and present in the aqueous solution to form a percolating network of the at least partially reduced metal atoms or metal clusters within the polydopamine layer. These are advantageously 0.2 to 5 liters of solution of at least one metal salt per 1 liter of aqueous dopamine solution. The percolation limit can be determined by the sudden increase in electrical conductivity with little effort.

Nachdem das perkolierende Netzwerk in der Polydopaminschicht ausgebildet ist und mindestens an der oder den nicht zur Oberfläche des anorganischen und/oder organischen Materials weisenden Oberflächen der Polydopaminschicht mindestens für eine elektrisch leitende Kontaktierung zugänglich ist, wird mittels Abscheideverfahren unter Verwendung von elektrischem Strom mindestens eine Schicht aus elektrisch leitenden Materialien auf der Polydopaminschicht mit dem Netzwerk abgeschieden. Diese Schicht aus elektrisch leitenden Materialien ist mit dem Netzwerk aus Metallatome oder Metallcluster elektrisch leitend verbunden und haftet sehr gut auf der Oberfläche der Polydopaminschicht. Als Materialien der elektrisch leitenden Schicht können neben den metallischen Materialien auch Ruße, Kohlenstoffnanoröhren (Carbon-Nanotubes), Graphene oder Fullerene abgeschieden werden.After the percolating network has been formed in the polydopamine layer and is accessible at least at the surface (s) of the polydopamine layer not facing the surface of the inorganic and / or organic material at least for an electrically conductive contact, at least one layer is formed by means of a deposition process using electric current electrically conductive materials deposited on the polydopamine layer to the network. This layer of electrically conductive materials is electrically connected to the network of metal atoms or metal clusters and adheres very well to the surface of the polydopamine layer. As materials of the electrically conductive layer, not only the metallic materials but also carbon blacks, carbon nanotubes, graphenes or fullerenes can be deposited.

Abschließend liegen erfindungsgemäße mit elektrisch leitenden Materialien beschichtete, metallisierte Oberflächen vor, die mit einem einfachen, umweltverträglichen und kostengünstigen Verfahren hergestellt worden sind.Finally, according to the invention coated with electrically conductive materials, metallized surfaces, which have been prepared with a simple, environmentally friendly and inexpensive process.

Die erfindungsgemäße Lösung bietet die Vorteile, dass für die Herstellung der metallisierten Oberflächen wässrige Lösungen eingesetzt werden und auf stark oxidierende Substanzen, starke Säuren oder starke Basen, Primer und organische Lösungsmittel zur Vorbehandlung der zu beschichtenden Substratoberflächen verzichtet werden kann. Weiterhin ist sehr vorteilhaft, dass die Auswahl der Beschichtungsmaterialien quasi nicht eingeschränkt ist. Auch werden die zu beschichtenden Oberflächen während der Herstellung der Schichten nicht beeinflusst und verändert oder insbesondere nicht aufgeraut und nicht geschwächt. Die Herstellung der Beschichtungen der Oberflächen bezüglich der gewünschten Bauteile und Geometrien ist quasi nicht eingeschränkt und muss nicht an das Beschichtungsverfahren angepasst werden.The solution according to the invention has the advantages that aqueous solutions are used for the production of the metallized surfaces and that strongly oxidizing substances, strong acids or strong bases, primers and organic solvents for pretreatment of the substrate surfaces to be coated can be dispensed with. Furthermore, it is very advantageous that the choice of coating materials is virtually unlimited. Also, the surfaces to be coated are not affected and altered during the production of the layers, or in particular not roughened and not weakened. The production of the coatings of the surfaces with respect to the desired components and geometries is virtually unlimited and does not have to be adapted to the coating process.

Nachfolgend wird die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to several exemplary embodiments.

Beispiel 1example 1

Ein rundes plattenförmiges Spritzgussteil aus Poly(methylmethacrylat) (PMMA) mit einem Durchmesser von 50 mm und einer Dicke von 3 mm, das zuvor im Ultraschallbad für 10 min in Wasser gereinigt wurde, wird in 1 l einer wässrigen, sauerstoffgesättigten Dopaminlösung mit einer Dopaminkonzentration von 10 g/l und einem pH-Wert der Dopaminlösung von 9 bei 60°C eingetaucht. Nach 1 h hat sich eine geschlossene Polydopaminschicht auf der Oberfläche des Spritzgussteiles abgeschieden. Anschließend wird der Dopaminlösung 1 l einer handelsüblichen wässrigen Nickel(II)salzlösung mit einer Nickelionenkonzentration von 23 g/l zugegeben. Nun erfolgt die kombinierte, dem gewählten Konzentrationsverhältnis an Dopamin zu Nickelionen entsprechende Schichtabscheidung aus Polydopamin und Nickel-Atomen oder Nickel-Clustern. Das Konzentrationsverhältnis von Dopamin zu Nickelionen beträgt zu Beginn der kombinierten Abscheidung mindestens 0,5 und senkt sich im Fortgang der Abscheidung bis auf 0,1 weiter ab. Nach dem Erreichen einer Schichtdicke von ca. 1 µm wird das Spritzgussteil aus der Lösung entnommen. Auf der Oberfläche des Spritzgussteiles befindet sich nun eine Polydopaminschicht mit einem perkolierten Netzwerk aus metallischem Nickel, welches an der Oberfläche als Nickelschicht abgeschieden und elektrisch leitend zugänglich ist. A round plate-shaped injection molded part of poly (methyl methacrylate) (PMMA) with a diameter of 50 mm and a thickness of 3 mm, which was previously cleaned in an ultrasonic bath for 10 min in water, is immersed in 1 l of an aqueous, oxygen-saturated dopamine solution with a dopamine concentration of 10 g / l and a pH of the dopamine solution of 9 at 60 ° C immersed. After 1 h, a closed polydopamine layer has deposited on the surface of the injection-molded part. Subsequently, the dopamine solution is added to 1 l of a commercial aqueous nickel (II) salt solution having a nickel ion concentration of 23 g / l. Now takes place the combined, the selected concentration ratio of dopamine to nickel ions corresponding layer deposition of polydopamine and nickel atoms or nickel clusters. The concentration ratio of dopamine to nickel ions is at least 0.5 at the beginning of the combined deposition and further decreases to 0.1 as the deposition progresses. After reaching a layer thickness of about 1 micron, the injection molded part is removed from the solution. On the surface of the injection-molded part is now a polydopamine layer with a percolated network of metallic nickel, which is deposited on the surface as a nickel layer and electrically conductive accessible.

Das Spritzgussteil mit der elektrisch leitfähigen Nickelschicht an der Oberfläche wird anschließend weiter metallisch ausgerüstet. Dazu wird nun in ein galvanisches Bad mit gelösten Nickel(II)salzen eingebracht und eine 100 µm dicke metallische Nickelschicht auf die vorhandene perkolierende Nickelschicht aufgebracht.The injection molded part with the electrically conductive nickel layer on the surface is then further metallically finished. For this purpose, it is now introduced into a galvanic bath with dissolved nickel (II) salts and applied a 100 micron thick metallic nickel layer on the existing percolating nickel layer.

Das beschichtete und nickelmetallisierte Spritzgussteil ist mit einem Verfahren beschichtet worden, bei dem neben dem Metallbad ausschließlich umweltverträgliche Materialien und Lösemittel eingesetzt worden sind. Die Beschichtung auf dem Spritzgussteil weist eine sehr gute Haftung auf. The coated and nickel-metallized injection-molded part has been coated with a method in which only environmentally compatible materials and solvents have been used in addition to the metal bath. The coating on the injection molded part has a very good adhesion.

Beispiel 2Example 2

Ein plattenförmiges Spritzgussteil aus Bisphenol-A-basiertem Polycarbonat (PC) mit den Abmessungen 10 cm × 10 cm × 3 mm, das zuvor im Ultraschallbad für 10 min in Wasser gereinigt wurde, wird in 1 l einer wässrigen, sauerstoffgesättigten Dopaminlösung mit einer Dopaminkonzentration von 10 g/l und einem pH-Wert der Dopaminlösung von 9 bei 60°C eingebracht. Nach 30 min hat sich eine etwa 5 bis 10 nm dicke geschlossene Polydopaminschicht auf der Oberfläche des Spritzgussteiles abgeschieden. Anschließend werden 1 l einer handelsüblichen wässrigen Silberionenlösung mit einer Silberionenkonzentration von 30 g/l zugegeben. Es erfolgt die kombinierte, dem Konzentrationsverhältnis an Dopamin/Silberionen entsprechende Schichtabscheidung aus Polydopamin und Silber-Atomen oder Silber-Clustern. Das molare Konzentrationsverhältnis von Dopamin zu Silberionen beträgt zu Beginn der kombinierten Abscheidung etwa 0,25. Die Konzentration an Silberionen in der Dopaminlösung wird diskontinuierlich aller 20 min während der Abscheidung durch Zugabe von 30 ml der handelsüblichen wässrigen Silberlösung mit einer Silberionenkonzentration von 120 g/l bzw. Zugabe von 20 g Dopamin variiert. Durch diese Konzentrationsverhältnisse wird eine diskontinuierliche Verteilung der Silber-Atome oder Silber-Cluster in der Polydopaminschicht in Form von Sandwichschichten erhalten, die jeweils entweder vorrangig aus Polydopamin oder vorrangig aus Silber-Atomen oder Silber-Clustern in Form eines perkolierenden Netzwerkes bestehen. Es wird eine Schichtenabfolge von abwechselnd jeweils 6 Schichten mit vorrangig Polydopamin und vorrangig Silber-Atomen oder Silber-Clustern in Form eines perkolierenden Netzwerkes abgeschieden, wobei die Oberflächenschicht eine Schicht mit vorrangig Silber-Atomen oder Silber-Clustern ist.A plate-shaped injection molded part of bisphenol A-based polycarbonate (PC) with the dimensions 10 cm × 10 cm × 3 mm, which was previously cleaned in an ultrasonic bath for 10 min in water, is dissolved in 1 l of an aqueous, oxygen-saturated dopamine solution with a dopamine concentration of 10 g / l and a pH of the dopamine solution of 9 at 60 ° C introduced. After 30 minutes, an approximately 5 to 10 nm thick closed polydopamine layer has deposited on the surface of the injection-molded part. Subsequently, 1 l of a commercially available aqueous silver ion solution having a silver ion concentration of 30 g / l is added. There is the combined, the concentration ratio of dopamine / silver ions corresponding layer deposition of polydopamine and silver atoms or silver clusters. The molar concentration ratio of dopamine to silver ions is about 0.25 at the beginning of the combined deposition. The concentration of silver ions in the dopamine solution is discontinuously varied every 20 minutes during the deposition by adding 30 ml of the commercial silver aqueous solution having a silver ion concentration of 120 g / l or adding 20 g of dopamine. These concentration ratios give a discontinuous distribution of the silver atoms or silver clusters in the polydopamine layer in the form of sandwich layers, each of which consists either predominantly of polydopamine or predominantly of silver atoms or silver clusters in the form of a percolating network. A layer sequence of alternately 6 layers each with predominantly polydopamine and predominantly silver atoms or silver clusters in the form of a percolating network is deposited, the surface layer being a layer with predominantly silver atoms or silver clusters.

Nach Erreichen einer entsprechenden Schichtabfolge wird das Spritzgussteil aus der Lösung entnommen. Das Spritzgussteil mit der elektrisch leitfähigen Silberschicht an der Oberfläche wird anschließend weiter ausgerüstet. Dazu wird das Spritzgussteil nun in ein galvanisches Bad mit Kupferionen eingebracht und eine 20 µm dicke Kupferschicht auf die vorhandene Silberschicht aufgebracht.After reaching a corresponding layer sequence, the injection molded part is removed from the solution. The injection molded part with the electrically conductive silver layer on the surface is then further equipped. For this purpose, the injection molded part is now placed in a galvanic bath with copper ions and applied a 20 micron thick copper layer on the existing silver layer.

Das beschichtete und metallisierte Spritzgussteil ist mit einem Verfahren beschichtet worden, bei dem neben den Metallionenbädern ausschließlich umweltverträglichen Materialien und Lösemittel eingesetzt worden sind. Die Beschichtung auf dem Spritzgussteil weist eine sehr gute Haftung auf. The coated and metallized injection-molded part has been coated by a method in which, in addition to the metal ion baths, only environmentally compatible materials and solvents have been used. The coating on the injection molded part has a very good adhesion.

Claims (16)

Metallisierte Oberfläche, bei der die Oberfläche mit elektrisch leitenden Materialien beschichtet ist, bestehend aus mindestens einem anorganischen und/oder organischen Material oder einem Verbundmaterial dieser Materialien, dessen Oberfläche mindestens teilweise mit einer Schicht aus Polydopamin bedeckt ist, die an der Oberfläche des anorganischen und/oder organischen Materials haftet, und über die Dicke der Polydopaminschicht mit zunehmender Entfernung von der Oberfläche des anorganischen und/oder organischen Materials die Konzentration an mindestens teilweise reduzierten Metallatomen oder Metallclustern ansteigt, und weiterhin die mindestens teilweise reduzierten Metallatome oder Metallcluster ein perkolierendes Netzwerk aus den Metallatomen oder Metallclustern bilden, welches an der oder den nicht zur Oberfläche des anorganischen und/oder organischen Materials weisenden Oberflächen der Polydopaminschicht mindestens für eine elektrisch leitende Kontaktierung zugänglich ist, und weiterhin bestehend aus einer Schicht aus einem elektrisch leitendem Material, welche auf der oder den Oberflächen der Polydopaminschicht positioniert und mit dem Netzwerk aus den Metallatomen oder Metallclustern mindestens elektrisch leitend und haftend verbunden ist.Metallised surface in which the surface is coated with electrically conductive materials consisting of at least one inorganic and / or organic material or a composite material of these materials, the surface of which is at least partially covered by a layer of polydopamine attached to the surface of the inorganic and / or or organic material adheres, and over the thickness of the polydopamine layer with increasing distance from the surface of the inorganic and / or organic material, the concentration of at least partially reduced metal atoms or metal clusters increases, and further the at least partially reduced metal atoms or metal clusters a percolating network of the metal atoms or form metal clusters which the surface of the polydopamine layer facing the surface of the inorganic and / or organic material is at least accessible to an electrically conductive contact, and further comprising a layer of an electrically conductive material which is positioned on the or the surfaces of the polydopamine layer and with the Network of the metal atoms or metal clusters at least electrically conductive and adhesive is connected. Metallisierte Oberfläche nach Anspruch 1, bei der das anorganische Material aus Glas, Metallen, Legierungen, Oxiden, Halbleitermaterialien und/oder Keramiken, und/oder das organische Material aus Polymeren, Holz, Textilien besteht und die Verbundmaterialien faserverstärkte Bauteile sind. The metallized surface of claim 1, wherein the inorganic material is glass, metals, alloys, oxides, semiconductor materials and / or ceramics, and / or the organic material is polymers, wood, textiles, and the composites are fiber reinforced components. Metallisierte Oberfläche nach Anspruch 1, bei der die zu metallisierenden Oberflächen der anorganischen und/oder organischen Materialien oder einem Verbundmaterial dieser Materialien in Form eines kompakten Bauteiles, eines Formteiles, einer Folie, eines textilen Flächengebildes oder eines Vlieses vorliegen. A metallized surface according to claim 1, wherein the surfaces of the inorganic and / or organic materials or a composite material of these materials to be metallized are present in the form of a compact component, a molded part, a film, a textile fabric or a nonwoven. Metallisierte Oberfläche nach Anspruch 1, bei der mindestens teilweise reduzierte Metallatome oder Metallcluster aus Zn, Ni, Cu, Au, Pd, Sn, Co, Mn, Fe, Mg, Pb, Bi, Ag oder Gemische dieser Metalle vorhanden sind.  The metallized surface of claim 1, wherein at least partially reduced metal atoms or metal clusters of Zn, Ni, Cu, Au, Pd, Sn, Co, Mn, Fe, Mg, Pb, Bi, Ag, or mixtures of these metals are present. Metallisierte Oberfläche nach Anspruch 1, bei der eine Menge an mindestens teilweise reduzierten Metallatomen oder Metallclustern zur Ausbildung eines perkolierenden Netzwerkes vorhanden ist. The metallized surface of claim 1, wherein an amount of at least partially reduced metal atoms or metal clusters is present to form a percolating network. Metallisierte Oberfläche nach Anspruch 1, bei der als metallisches Material Al, Cr, Zn, Ni, Cu, Au, Pd, Sn, Co, Mn, Fe, Mg, Pb, Bi, Ag oder Legierungen dieser Metalle, wie Legierungen aus Zink/Eisen, Zink/Mangan, Zink/Cobalt, Zinn/Kupfer, Zinn/Antimon, Zinn/Blei, Zinn/Silber, Zinn/Bismut, Zinn/Zink, und/oder als elektrisch leitendes Material neben den metallischen Materialien auch Ruße, Kohlenstoffnanoröhren, Graphen oder Fullerene vorhanden sind. Metallised surface according to claim 1, in which as the metallic material Al, Cr, Zn, Ni, Cu, Au, Pd, Sn, Co, Mn, Fe, Mg, Pb, Bi, Ag or alloys of these metals, such as alloys of zinc / Iron, zinc / manganese, zinc / cobalt, tin / copper, tin / antimony, tin / lead, tin / silver, tin / bismuth, tin / zinc, and / or as electrically conductive material in addition to the metallic materials also carbon blacks, carbon nanotubes, Graphene or fullerenes are present. Metallisierte Oberfläche nach Anspruch 1, bei der über die Dicke der Polydopaminschicht mit zunehmender Entfernung von der Oberfläche des anorganischen und/oder organischen Materials die Konzentration an mindestens teilweise reduzierten Metallatomen oder Metallclustern kontinuierlich oder diskontinuierlich ansteigt. A metallized surface according to claim 1, wherein, over the thickness of the polydopamine layer, as the distance from the surface of the inorganic and / or organic material increases, the concentration of at least partially reduced metal atoms or metal clusters increases continuously or discontinuously. Verfahren zur Herstellung von mit elektrisch leitenden Materialien beschichteten, metallisierten Oberflächen, bei dem auf eine oder mehrere Oberflächen eines anorganischen und/oder organischen Materials oder eines Verbundmaterials aus diesen Materialen aus einer wässrigen Lösung von Dopamin eine mindestens monolagige Polydopaminschicht mittels stromlosen Metallisierens aufgebracht und nachfolgend eine Lösung mit mindestens einem metallischen Material in die wässrige Lösung von Dopamin eingebracht wird, und damit ein gleichzeitiges Abscheiden von Polydopamin und Metallatomen oder Metallclustern auf der mindestens monolagigen Polydopaminschicht realisiert wird, wobei in der wässrigen Lösung die gelösten Metallionen mindestens teilweise reduziert und das Dopamin oxidativ polymerisiert werden, wobei eine Menge an gelöstem mindestens einem metallischen Material in die wässrige Lösung von Dopamin gegeben wird, die zur Ausbildung eines perkolierenden Netzwerkes innerhalb der Polydopaminschicht führt, und weiterhin die Abscheidung von Dopamin und Metallatomen oder Metallclustern auf der Oberfläche durchgeführt wird, bis mindestens auf der oder den Oberflächen der Polydopaminschicht das Netzwerk aus den Metallatomen oder Metallclustern mindestens elektrisch leitend verbunden werden kann, und nachfolgend eine Schicht aus einem elektrisch leitenden Material mittels galvanischer Abscheideverfahren unter Verwendung von elektrischem Strom auf der mit Metallatomen oder Metallclustern versehenen Polydopaminschicht realisiert und mit dem Netzwerk elektrisch leitend verbunden wird. A method for producing metallized surfaces coated with electroconductive materials, comprising applying to at least one of a surface of an inorganic and / or organic material or a composite material of these materials an aqueous solution of dopamine an at least monolayered polydopamine layer by electroless plating followed by a Solution is introduced with at least one metallic material in the aqueous solution of dopamine, and thus a simultaneous deposition of polydopamine and metal atoms or metal clusters on the at least monolayer Polydopaminschicht is realized, wherein in the aqueous solution, the dissolved metal ions at least partially reduced and the dopamine oxidatively polymerized are added, wherein an amount of dissolved at least one metallic material in the aqueous solution of dopamine, which is used to form a percolating network within the poly dopamine layer, and further deposition of dopamine and metal atoms or metal clusters on the surface is performed until at least on the surface or the polydopamine layer, the network of the metal atoms or metal clusters can be at least electrically connected, and subsequently a layer of an electrically conductive Material is realized by means of galvanic deposition using electrical current on the provided with metal atoms or metal clusters polydopamine and electrically connected to the network. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Oberflächen vor der Aufbringung der Polydopaminschicht gereinigt werden. The method of claim 8, wherein the surfaces are cleaned prior to the application of the polydopamine layer. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem eine wässrige Dopaminlösung mit einer Dopaminkonzentration von 0,1 bis 120 g/l eingesetzt wird. The method of claim 8, wherein an aqueous dopamine solution having a dopamine concentration of 0.1 to 120 g / l is used. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem gelöste Metallionen der wässrigen Dopaminlösung zugegeben werden. The method of claim 8, wherein dissolved metal ions are added to the aqueous dopamine solution. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Metallionen in Wasser gelöst eingesetzt werden. The method of claim 8, wherein the metal ions are used dissolved in water. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die wässrige Dopaminlösung vor Zugabe der Metallionen auf eine Temperatur zwischen 20 und 80 °C erwärmt wird. The method of claim 8, wherein the aqueous dopamine solution is heated to a temperature between 20 and 80 ° C prior to the addition of the metal ions. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem eine Polydopaminschicht mit Dicken von 2 nm bis 40 nm hergestellt wird. A method according to claim 8, wherein a polydopamine layer having thicknesses of 2 nm to 40 nm is produced. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem als stromloses Metallisierungsverfahren Tauchen, Besprühen oder Spin-coating realisiert wird. Process according to Claim 8, in which dipping, spraying or spin-coating is realized as the electroless metallization process. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem beim gleichzeitigen Abscheiden von Polydopamin und Metallatomen oder Metallclustern als Abscheideverfahren chemische Abscheidung oder unter Verwendung von elektrischem Strom galvanische Abscheidung realisiert werden.A method according to claim 8, wherein in the simultaneous deposition of polydopamine and Metal atoms or metal clusters can be realized as a deposition process chemical deposition or by using electrical current galvanic deposition.
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